预主脉冲电流对毛细管放电46.9nm激光影响的研究

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由于预脉冲电流幅值、主脉冲电流幅值等参数变化对激光的影响并未有规律性结论,本文将主要对内径为4.0mm毛细管的46.9nm毛细管放电软X射线激光特性在改变实验条件下的变化规律的进行了研究。在理论模拟和实验相结合的基础上,改变预脉冲电流、主脉冲电流、毛细管初始气压等参数条件,得到了改善46.9nm激光特性的参数变化规律。实验在主脉冲电流幅值24k A、30k A、36k A时进行。首先改变毛细管初始气压进行实验。实验结果显示,当主脉冲电流幅值增加时,可以产生激光的最小气压值、最大气压值和气压范围均在增加,且最强的激光输出在主脉冲电流30k A的条件下获得。随后在各主脉冲电流幅值的最佳初始Ar气气压条件下,改变预脉冲电流幅值进行实验,得到了每种主脉冲电流条件下,激光输出强度随预脉冲电流幅值增大先快速增加后缓慢降低的结果,且选取更高幅值的主脉冲电流,与之匹配的最适宜产生激光的预脉冲电流幅值也在增加。采用一维磁流体力学模型,对初始等离子体直径4.0mm的Z-箍缩过程进行模拟,对比实验结果得出了在4.0mm条件下,30k A的主脉冲电流能使毛细管中等离子体最终状态参数更适宜产生46.9nm激光:等离子体电子温度110e V左右、电子密度约为2.0-3.0×1018cm-3。并总结出了毛细管初始气压和主脉冲电流等参数变化会引起的激光产生时刻等离子体电子温度、密度,高价氩离子相对丰度等状态的变化规律。
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